Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

СИМБИОТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ И УРОЖАЙНОСТЬ ЛЮЦЕРНЫ СЕВЕРНОГО ЭКОТИПА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ РН ПОЧВЫ И ОБЕСПЕЧЕННОСТИ ЭЛЕМЕНТАМИ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "СИМБИОТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ И УРОЖАЙНОСТЬ ЛЮЦЕРНЫ СЕВЕРНОГО ЭКОТИПА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ РН ПОЧВЫ И ОБЕСПЕЧЕННОСТИ ЭЛЕМЕНТАМИ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ"



МОСКОВСКАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи

БОРИСЕВИЧ Виктор Константинович

СИМБИОТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ И УРОЖАЙНОСТЬ ЛЮЦЕРНЫ СЕВЕРНОГО ЭКОТИПА В ЗАВИСИМОСТИ

ОТ рН ПОЧВЫ И ОБЕСПЕЧЕННОСТИ ЭЛЕМЕНТАМИ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ Специальность 06.01.09 — Растениеводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель — заслуженный деятель науки Российской Федерации, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Г. С. Посыпанов

МОСКВА 1997

/

Диссертационная работа выполнена в кал\леком филиа ле Московской сельскохозяйственной академии им К \ Тимирязева

Официальные оппоненты доктор сельскочо шйственных наук, профессор Р. А. Афанасьев; кандидат сельскохозяйственных наук, профессор А. И. Головня.

Вед\щее предприятие—Калъжский наччно исследовательский проектно-технологическии институт сельского хо пистча

Защита диссертации состоится ¿¿¿^Яфёяя 1997 г в . /€ часов \ltIIIVT в Московской сеЛЬСКОЧО1ЯЙСТ

венной академии им К Л Тнмиря1сяа

Адрес 127550, Москва, \л Тимирн $евская, 49, диссертационный совет К 120 55 07

С диссертацией можно ошакомиться в библиотеке МСХ\

Автореферат

Ученый секретарь ти^сертационного совета кандидат с ч на\к

В. Н. Мельников

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы исследований. Люцерна в Центральной районе Нечернозёмной зоны получает всё большее распространение. Однако урожаи сена её остаются неустойчивыми и сравнительно низкими, порядка 3...5 т/га. Причиной этому является повышенная кислотность поу,ны, несбалансированное минеральное питание растений, неустойчивая влагообеспеченность и недостаточная активность симбиотичес-кой азотфиксации.

При благоприятны* условиях симбиоза урожаи сена достигают 9... 11 т/га. В связи с созданием сортов люцерны северного экотипа представляет теоретический "и практический интерес определить параметры оптимальной реакции почвенного раствора, влажности почвы, обеспеченности элементами минерального питания для реализации потенциальной симбиотической активности; урожайности и белковой продуктивности люцерны сорта северного экотипа Вега.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые для люцерны изменчивой северного экотипа, определены или уточнены параметры основных факторов среды при которых реализуется потенциальная азотфиксирующая активность, ' урожайность, и белковая продуктивность в экологических условиях Центрального Нечерноземья, в частности определен нижний порог оптимальной рНсо«. - 6,3, обеспеченности подвижным фосфором - 130 и обменным калием - 160 мг/кг почвы, изучена эффективность применения бора и молибдена при низком содержании их в почве,

Практическая4 ценность результатов исследований заключается в том, что создание благоприятных условий для бобоворизобиального симбиоза - доведение реакции почвенного раствора до рНсо*.6,5, содержания подвижного фосфора и обменного калия до высокого и повышенного, предпосевная инокуляция' семян штаммом ризобий 425, применение борных и молибденовых удобрений в годы с достаточной влажностью почвы обеспечивает симбиотическую фиксацию азота воздуха до 250 кг/га, урожай сена 7,8 т/га и сбора сырого белка до 1435 кг/га при наименьших энергетических затратах и наибольшей энергоокупаемости затрат.

Цель исследований - обосновать параметры основных фактороя • среды, оптимальные для ' реализации потенциальной биологической аэотфиксации, урожайности и белковой продуктивности люцерны из-' менчивой северного экотипа в условиях Центрального Нечерноземья. Задачи исследований:.____-

jHco«. почвы для фор-

Определит4 нижниЙ1,ан)?^|АДЬНАЙльной

НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА Моск. ."ль^'очи ачадемии и.,1. К. А. "I ймирязе^

Инв. Ыэ.АгЗ^

МИрОВЯНИЯ МЯКП1МЯЛКМОГС1 ягтипного симбиотического чпп-чра^ч люцерны северного экотипа

2 Определить нижний порог оптимапыти обрспеч«нпоети растений подвижным фосфором

1. Опред-елить нижний порог оптимальной обеспеченности растений обменнным калием

4. Уточнить предполинной порог вта*иости помпн *\пя максиадатт-ной биологической атотфиксации

5 Изучить эффективность применения бор** и wo пи б пеня п тпви-симости от уровня обеспеченности ими почвы

6 Изучитк динАмику формирования и активности симбиотическо-го аппарата в тависимости от актипиости штамма ритобии и параметров основных факторов сре чы.

7. Изучить динамику фотпсинтетическтгй чеятеп* ноети посевов п пависииости от активности симбиота

8 Изучить динамику накопления массы корней в течение вегетации и по годам ЖИ1НИ люцерны, а также накопления в ней а юта в тависимости от активности симбиоза

, 9 Определить энергет»ческук> эффективность изучаемых приёмов Апробация работы. Отдел-ьные этапы работы доложены на второй Всесоюзной, третьей * четвертой Международной конференциях (OW-ГАФ, КФ 1ГХА, Калуга, 1 гг , Моста. МГХ\, 1ПЪЬ г » до-

л о жены W обсуждены на совместно-« сгувещчнии кафечры рчгтенневодс -тва, icopMonpOTi-raoдетва и бота^гитги КФ МГХА Опубликовано четыре печатные работы

Объём работы« Диссертационная работа изложена на 16S страницах машинописного текста, включает 14 таблиц«» 1 рисунок и 11 таблиц в приложении Cmicoic исполосованной литературы включает 214 наименований, в то-м числе 10 на иностранных ячыках

В регае-нин отдельны* вопросов в ратнпе гояы приниипли участие пя в р дующий опмтннм пол о м КФ ТГХА Кривцов ИИ, агрономы отггМого поля Ивасюк Я»4 и Наумов В В; студенты-дипломники ягрономическо- • го факультета КФ ТГХА Крепкова Ю Н » Крепкое Л П » Купмин А А , Фоикин А,П,% -суров AM, Куписбаен "М А та что выражаю им

искреннюю блатодарность

ГОДГРЖАНШ7 РА-ВОТЫ В первой главе - **Скмб»готичсская активность и продуктивность люцерны в зависимости от -экологических усповий юны'* (Обпор литературы) .« покапана урожайность и белковая продуктивность к у льт j ры

11 зависимости от условий выращивания, особенности биологии люцерны, обсуждены условия активного бобоворияобиального симбиоза, а также агротехническое и экологическое значение многолетних бобовых трап. Определены цель и чадами исследований.

Во второй глине - "Объекты, условия и методика исследований" дя^ы сведения о том, что поленые опыты проведены с люцерной изменчивой сорта Пега и специфичным вирулентным штаммом 425 Ши Н1оН на учебно-опытном поле Калужского Филиала ТГ.ХА в 1989 ...199) гг. Почва опытных участков дерново-подзолистая супесчаная, кислая с низким содержанием гумуса, калия, молибдена, бора и высоким - фосфора. Для доведения рН до оптимального уровня использовали доломитовую муку в норме 12 т/га. Схема полевых опытов: 1 - контроль, 2 - инокуляция, Л - ИРК, 4 - ИРКЙ, 5 - ИРКВМо, 6 - кострец безостый при рНсоа.6,5; 7 ... 12 те же варианты, но при рИсол.5,5. Обоснование схемы: 1 и 7 варианты - предполагали выявить влияние реакции почвенного раствора на фотосинтетическую и симбиотическую деятельность посевов; 2 -и 8 - инокуляция семян штаммом 425 для выявления конкурентноспособности заводского и спонтанных штаммов ризобий при различных уровнях рНСо*. почвы; 3 и 9 - изучали влияние оптимальной обеспеченности почвы фосфором и калием на величину и активность симбиотического аппарата и формирование урожая; 4 и 10 - изучали эффективность применения борных удобрений при низком содержании бора я почве и разном уровне рН;. 5 и 11 - изучали эффективность применения молибденовых удобрений при низком содержании молибдена п почве; 6 и 12 - кострец безостый ,высевали для расчёта количества фиксированного азота воздуха люцерной методом сравнения с небобовой культурой.

Учетная площадь делянки 50 м1, повторность опыта 4-кратная^ размещение вариантов рендомизированное.

Агротехника в опыте общепринятая для зоны. Инокуляцию семян проводили в -день посева ризоторфином - ттамм 425. Норма высева 2,5 млн всхожих семян на 1 га. Посев узкорядный, селекционной сеялкой под покров вико-овсяной смеси которую скашивали п фазу выметывания овса. Перед посевом семена обрабатывали молибденояокис-лым ; аммонием из расчета 15 г молибдена на гектарную норму семян. Калийные и борные удобрения вносили под зяблевую вспашку.

Метеорологические условия вегетационных периодов были типичными для зоны. В ходе опыта проводили следующие наблюдения, анализы и учёты общепринятыми методами: определяли полевую всхожесть методом учетных площадок, густоту растений подсчитывали весной -

после перезимовки и осенью перед у*одом в тишу, биометрический анализ растительных проб проводили по методике Г с Посыпанова (1*511), активность нитрогеназм определяли ацетиленовым методом в начале образования клубеньков. и фазу бутонизации - начала цветения и при переходе леггемоглобина (Лб) в холеглобин (Хб), анализ газовых проб проводили на приборе ГНЯОМ 4, отмечали даты образования кгубеньков, появления ЛК, симбиотический потенциал и удельную активность симбиоза рассчитывали по формулам, предложенным Г.Г.Посыпановым <1*381 г), по этим показателям находили количество азота, усвоенного из воздуха«

Вегетационные опыты проводили в пластмассовых вегетационных сосудах емкостью 6 кг сухой почвы, содержание макро- и микроэлементов повышенное, за исключение изучаемого фактора, повторность шестикратная. В сосуде вьфащивали по 14 растений люцерны В опытах определяли оптимальные параметры основных факторов среды, обеспечивающие максимальное развитие, активность симбиотического аппарата и усвоение азота воздуха. Схемы вегетационных опытов изложены в главе Лабораторные опыты по влиянию молибдена на всхожесть семян проводили в чашках Петри

В третвёй главе - "Обоснование оптимальных параметров основных факто^>йЪ среды для активного симбиоза люцерны северного экотила" показано влияьие концентрации молибдена на всхожесть* семяь чюцерны, обоснован нижний порог оптимальной влагообеспеченности, 1 "рЙ почвы, обеспеченности подвижным фосфором, обменным калием

Установлено, что рекомендуемая норма, мплибденовокислого аммония 50 г на гектарную норму семян зерновых бобовых культур (около 200 кг/га) может быть использована и для многолетних бобовых 'трав, в частности - люцерны с нормой высева кг/га

I

В вегетационном опыте с разными уровнями реакции почвенного 1 раствора выявлено, что люцерна северного окотипа более толерантна * К КИСЛОТНОСТИ ПОЧВЫ к Уже при рНсо я 6,3 сформировался наибольший симбиотический аппарат и фиксировано максимальное количество азота воздуха (табл. I) При этой же реакции показатели фотосинтетической деятельности растений (площадь листьев, накопление сухого вещества, высота растений) достигли наибольших значений Максимальным было и содержание сырого белка в надземной массе« Дальнейшая нейтрализация реакции почвенного раствора не улучшила показателей симбиотической и фотосинтетической деятельности растений. Повышение кислотности почвы с рНсоя 6,Ч до 5,6 вцвое снижает количество фиксированного азота воздуха« в 1,5 раза - высоту рас-

тений и накопление сухого вещестна, а до рн«0«.5,1 - резко угнетаются процессы симбиоза и фотосинтеза; при реакции почленного растнора рНсо».4,3 клубеньки на корнях люцерны не образуются и продуктивность растений определяется количеством доступного растениям азота.почвы. г

%> Таблица 1

Показатели■симбиотической и фотосинтетической деятельности растепий люцерны в зависимости от реакции среды.

. Фаза.начало цветения

Показатели рНсоа.

4,3 5,1 5,6 6,3 6,9

Масса клубеньков, мг/сосул О в т.ч. активных О

* активных клубеньков О

Площадь листьев, дм1/сосуд 7 Высота растений, см 17

АСВ, г/сосуд 5,1

N. * н листьях 2,19

в стеблях I , .17

в корнях 1,1 Я

N. мг/сосуд 73

N фиксированного, мг/сосуд

Сырой белок, * АСВ . 11,3 ■

117 1056 2798 2861

26. 375 2784 2832

22 36 94 99

11 23 28 29

35 41 62 62

10,6 16,2 25,2 . 25,4

2,Я9 3,58 - 4,12 4,10

1,58 1,84 2,13 2,12

1,54 1,76 . 2,01 2,05

221 415 750 752

148 342 677 679

14,4 17,4 20;4 20,4

Исследования по определению нижнего порога оптимальной влажности почвы, проведенные в контролируемых условиях, подтвердили ранее полученные данные на других бобовых культурах о том, что для реализации потенциальной симбиотической азотфиксации и продуктивности люцерны таким порогом является 60Х ППВ - близкая^ к влажности разрыва капилляров. Повышение предполинного порога влажности до 80 и 95 X ППП не изменяет показателей симбиотической и фотосинтетической деятельности растений люцерны (табл. .2). Периодическое снижение влажности почвы до 50« ППВ снижало массу активных клубеньков п 1,7 разя, количестпо фиксированного азота воздуха - в 2,2 раза: площадь листьев и накопление сухого вещества - п 1.3 раза; содержание сырого б«лка в листьях .- на 3,1 ", п стеблях - на 3,5 X.

Периодическое 'опускание. влажности почвы-до 30 X. ППП. исключило формирование симбиотнческого аппарата. Недостаток влаги и азотное голодание снизили сухую массу растений п.2,4 раза, содержание сырого белка в надземной массе снизилось в 2 раза и было на

уропне содержahи я е го п иятликопых трапа*

Таблица 2

Показатели снмбиотической и фотосинтетической деятельности растений люцерны п пяписииости от предполивного порога плажпости, Фата начало цветения

Поклчятвли Предполмпной порог вляжностн, Т1ППП.

10 50 60 80 95

Масся клубеньков, мг/сосул п 2126 1451 1186 2456

в т ч активных 0 2007 1172 1186 2956

X дктнпнмх клубеньков - Я 6 98 100 100

Площадь листьев, дм2/сосуд ч 21 10 11 29

АГП, г/сосул 12.3 22,3 24, 1 24, 6 28,4

N, X в листьях 1 ,96 1,74 4,24 4,26 4 , 20

в стеблях 1 , 18 1 , 47 2, 12 2, 17 2, Ю

в корнях 1,11 1 2,71 N1 2,68

N, иг/сосуд. 167 505 41 1 91 1 841

Превышение N фикс иг/сосуд - 118 "М4 746 716

СыроЯ {уело*, % АГВ 0,4 16,7 14,5 14,9 20, 2

•теижпи-й порог оптимаіьной обеспеченности люцерны поіпнжнмм Чілсфогром пи рс дел ял ir в пегетпциоинмх опитах при оптимальных иіачо-иия-х параметров остальных факторов рМео» 6« 4 » содержание обменного калия повмтенное» бора и молибдена - т.те срсцнсt о предполивной порог плаяности - fi^1? ППВ Схема опыта* PjO< - <25 мг/кг почпм, очень ниткия обеспеченность - исходная почт, 4 ^ иг/к г низкая; 70 иг/кг - средняя, 110 мг/кг - повышенная» 170 мг/кг -высокая обеспечснностг Для повышения содержания подвижного фосфора на 10 мг/кг почвы вносили 10 мг PjOi на кг почпы Семена перед посевом инокулироняли штаммом 425 Повторность опыта шестикратная. Исследования покапали, что наибольшая масса клубеньков содержание Лб, и количество фиксированного дюта во ідуха (67*? мг/сосуд) были при повышенной обеспеченности подвижным фосфором (табл. 1) Увеличение содержания подвижного фосфора с nonnmcmmro до высокого практически не попмшлю показатели симбиотичігкон и фотосинтетической дгятеліности растений

При среднем содержании подвижного фосфора в почве снижается масса активных клубсні коп н 2,9 ря »«, количество фикс ироп итоге л »ота п 1,6 pata, плоцадь нігті с п и накопление сухого тщесгва - и 1,1 раза, по сравнению с попмшешши содержанием

Таблица 3

Показатели симбнотической и фотосинтетической деятельности люцерны о зависимости от содержания подвижного фосфор» в почве. Фаза начала цветения"

Показатели ш Содержание Ра0», мг/кг

23 о.н 48 низ 66 ср. 126 поп 167выс

Масса клубеньков, мг/сосуд 62 249 1020 2983 3022

в т.ч. активных 7 72 978 297Я 293 2

X активных клубеньков 16 29 78 96 97

Содержание Л/3, иг/г сыр. к л - - 1.9 2,8 2.8

Площадь листьев, дм'/сосуд 9 14 23 31 31

АСВ, г/сосуд 7,7 12;з 20,0 26,7 27,1

те, % в листьях 2,22 2,90 3,26 4,12 4,10

в стеблях 1 ,44 1,61 1 ,88 2,00 2,02

в корнях 1 ,21 1 ,44 1 ,90 2,1« 2,21

N. мг/сосуд: 135 257 534 805 812

Превышение N фикс.мг/сосуд - 122 399 678 677

Сырой белок, , Я АСВ 11,9 14,9 1 Я, 2 20, 2 20,3

I___________—_—-1

Нижним порогом оптимальной обеспеченности фосфором дли максимальной симбиотнческой активности и Продуктивности люцерны северного экотипа является повышенное содержание (около 110 мг/кг) подпижпого фосфора в почве. '

Уровень оптимальной обеспеченности люцерны калием определяли по схеме: 1. .10 мг/кг - исходная почва с очень нилким содержанием обменного калия; 2. 50 мг/кг -низкое содержание; 3. 90 мг/кг -среднее; 4..150 мг/кг - повышенное; 5. 210 мг/кг - высокое содержание. Доведение содержания обменного калия до заданных уроппеи проводили из расчета: для сдвига содержания КаО на 10 мг/кг почвы вносили,20 мг КаО. Через месяц после внесения удобрений определили фактическое содержание обменного калия, оно оказалось близким к расчётному (табл. 4). _

Результаты опытов показали, что нижним порогом оптимальной обеспеченности люцерны обменным калием является повышенное (около 160 мг/кгV содержание его п ночпе. При этом реализуется наибольшая симбиотическая активность н продуктивность люцерны сорта Пеги. Увеличение содержания калин с повышенного до высокого ш-улуитпет эти показатели. Снижение содержания калия до <:р«-Л"''го -снижает массу кяубенькоп и количество фиксированного азота нозду-

- R -

«А п 2 рячя, площнд» тис г»сп и накопление сучотп ntщ<г гп« - « 1

ТнПлиЦп 4

Показатели фотосинтетичегкой И симбнптимеской ЛемТОЛ!ПОСТ" люцсрим п зависимости от подержания кппин п почве

Показатели Содержание KiO, ui /кг

27 о II "i 1 пит 42 с.рсл 1S4 поп 20 Я iiuc

<Ьячн нлчялп цветения

Мась.а клубеньком, мг/сосул 20 126 161 1 12ЧЯ 127-

В Т.Ч АКТИВНЫХ 4 1 17 1416 12ЧЧ i;-7

* активных клубеньков 20 1(5 RR 100 100

Площадь листьев, дм^/сосуч ' 1 S 21 12 12

ЛСП, г/сосул 6,4 12,4 14,4 24 , 0 24, 1

М, т н листьях 2.11 2,6- 1, 14 4,14 4 20

в стебля* 1 14 1,42 1 ,41 * 1 1 2,10

в кпрнчх 1 1,14 2 00 2 24 2. 21

N, мг/сосул 2*0 402 406 404

Превышение М фикс мг/сосул - 14«: 147 1П1 -44

Гмрой белок, It АГВ 10, 0 1 1,6 1 7 1 14,6 21 . 2

раза, содержание сырого белка в надземной массе - на Z 1 "Ж * При милкам содержании - масса клубеньков уменьшалась п 10 pan, количество фиксированного аюта - я ран, содержание сырого белка в надземной пассе - на 7*6 %t площад» чист»en и накопление сухого вещества - я 2«2 рапа по сравнению с повышенwww содержанием

В четпбртой глдпе - "Гнмбиотическая деятельност» посеноо лю-цернм- п зависимости от рН почнм и обеспеченности элементами минерального питания", приведены данные о динамике формирования сим-биотического аппарата, активности нитрогеназы, удельной активности симбиоза и количестве фиксированного люта ртд}ха. Исследования проводили в Л"у* параллельных полевых опыта* в течение трёх яет, R год посева на слабокислой войне в варианте без инокуляции клубеньки образовались in счет спонтанных штаммов ризобий. Источником их, по-видимому, служат ризобии люцерны хмелевидной (Medi-cago lopuHna I ), произрастающей в естественных фитоценозах Однако в этой варианте клубеньки образовались на 20 .26 дней попхе чем п вариантах с инокуляцией штаммом Масса клубенькоп в год

посева при инокуляции спонтанными штаммами п фазу стеблевания была в Л««•5 pan меньше» чем при инокуляции заводским штаммом, в последующие годы различия по вариантам снижаются

- о -

Попигаенис кислотности помпы с рНсол 6, ^ ло ^ * ^ сиижает ак-*1 ивиость нитрогенапм и год посева в среднем па сутки * 2,8 . . 2 • рапа, а по второй год хиппи растений - п 3,7 рапа. Актипност»» интрогеначм п вечернее и ночное время - с 22 часов до 6 мае утра , бывает минимальной, причем, наименьшей - п 1. ча^са ночи. Утром с повышением освещенности активность нитрогеначм пнопь подрастает в 4 рапа

Удельная активность Iимбигпа на слабокислой почве бмли 6,1 6, г апота яопдуха нл 1 кг сырых клубеньков в сутки. На кистой почве - 4,4 "1,0 г /кт в сутки

Инокуляция семян активным штаммом рипобии на помпах с реакцией срепы блипкой к нейтрал»ной увеличивала количество фиксированного апота воп^уха в год посева на 10 на пторой год «и пни - нл 44 и 49 »с г / г п пли в 1 , **, 2,1 рапа (та б л *>) При пипкой обеспеченности по«нм обменным калием оптимипация режим** ка-пийного питания повышала ко пичество фиксированного аюта поп дух а

Таблица 5

Количество фиксированного апота попдух я (кг/га) в пааисимости от рН почий и об*спеченностм элементами питаии я.

Гоп Кпнтр Ни ИРК ИРКВ ИРКВМо ИГРо <

В гол иосепп 1 ORO 20, 0 10, 0 , 1 61 , 1 70, ,0 1, 2

1 ООО : i 0 i-, - 61 . 1 64 , ,0 ■ч ')

1 00 1 ■■ i 2 10, , 1 11 17 . 7 42 1. . 1

Второй г ж 1 400 в i 10" 1 221 , 7 211 240 ,0 0 ,

1 00 1 4 1 i о 1 , , о 1 24 h 1 40 , 7 1 64 . я 6,

Третий г X 1 00) i , , 1 1 4 1, Не... , 1 5 . 104 ,4 210 , 4 221 , 1 11, , 1

R год посьпл 1 ЧЯЧ 0 1 1 1 1 12, 0 24 .0 1, , 1

1 000 0 •» Ю, 0 22. п 2S , 1 2, ,7

• 1 40 1 0 S 10, 1 10, 6 21 ,0 2, ,0

Второй г ж 1 040 0 6 2 1 1. 6 14 , Я 24 , 1 1, .0

1001 о о •> i л 0 21 . к 12 ,6 4 , 1

Tpt-ТИИ Г к 1001 0 1 1 10 ч 1 1 , 6 11 , 1 1

и го i посевп на пп на пторой год жипни растений - на 17 и

10С>% и на третий - на 21*^

Hnnfin ifmee количество a intn нопдуха било фиксиропано посевом н*» »»торой ГОД ХИ 1НИ рлгте ПИЙ при ОПТ И МП Л Ы| ой обеСПСЧ! ННОГ ГН макро- и микроэлементами и составило 240 к\ /»а

На кислых помпах симбиогич* о к ам фи ксаци я апота попдуха был п

незначительной - Л...28 кг/га, а на второй'и третий год она достигала ЛЛ кг/га. •

В питой главе - "Фотосинтетическая деятельность посевов люцерны п зависимости от рН почвы и обеспеченности элементами минерального питания", представлены данные о росте и развитии растений, динамике формирования фотосинтетического аппарата и накопления сухого вещества посевами, урожае и его структуре.

Установлено, что инокуляция семян и улучшение режима . минерального питания не снижают полевую всхожесть .семян. На кислых почвах изрежипаемость посевов люцерны быпает в Л...4 раза больше, чем на почвах с реакцией среды близкой к нейтральной..

Таблица 6 ,

Максимальная - площадь листьев люцерны, тыс м*/га, по укосам и * годам жизни растений в зависимости от рН почвы и обеспеченности элементами питания. 1989...1991 гг.

Год, укос конт. ИНОК . н РК иРКВ иРКВМо л лаки

рНс о». 6,5

П год посева. 1989 18 .1 19 .8 20, .0 20, ,9 21 . . 1 1 1 . . 1

1990 19 .6 19, . 4 20. . 2 20, Я 21 . , Л 12. , 6

1991 14 .0 1 4 . 1 1 5 , .Л 15. . 2 16. .5 1 0 . . 5

Пторой г. ж. 1990 1 .11 . 9 Л 2. , 6 ЛЯ. .5 ' ЛЯ, ,8 Л 9 . 2 26, • Л

2 . 17 . 9 21 .2 24. ■ 5 25. .4 26. . 1 1 2. . Л

1991 1 Л 4 . Л Л 5. . Л Л 9, .2' 41 . , Л 43. 0 1 Л . , Й

2 21 . 1 2 Л ,7 27 . . Л 28. . 4 29, . 5 17. .0

Третий г. ж. 1991 1 Л9 .6 42. . 4 47 , . 5 48. 2 49. fi 2R. . л

2 19 . 1 21. о л . .9 5 . 5 24 , . 4 24. . 7 25. , 7 16, . 2

R год посева 1 989 14 .6 14 . 2 15, .0 15. . 5 1 6 . . 4 . 12. . 9

RTopofi г. ж. 1990 1 2 Л .7 2.1 . 8 • 24 , .6 24. ,0 2* . 4 16. , 4,

2 1 1 .6 1 1 .а 12, .0 12. .8 14. . 2 1 1 . . 7

Третий г. ж .* 1991 1 20 . S 20 . л 22, . 4 22. . 6 24. . 2 12, . 4

14 . 8 14 15 . 1 15, .9 •16. . 5 11. t 7

L.

На слабокислой почпе инокуляция семян увеличивает площадь листьев я год посева на 5...I5X (табл. 6), накопление сухого вещества на 11...17*; улучшение калийного питания и применение бора и молибдена увеличивает эти показатели соответственно ид 25... и ЛВ... 50S. В этом варианте на второй год жизни растений получен наибольший урожай сена - 60...78 ц/га (табл. 7).

11а кислых почвах сухая масса растений и урожай гена были н 2 риза меньше, чем п» нейтральных ночплх.' Оптимизация режнмл минерального питания увеличила их на 4ЧХ' no сравнению с контролем, однако урожай сена люцерны имеете с соцііикяміі за 2 укоси гостям-

лял 1ишк 24 ч/га

Таблица 7

Урожаи сеид люцсрнч п тписиыости от услопий пирлщипдння, ц/га.

Гол. укос Контр Им ИнРК ИнРКИ ИнРКВМо Костр.

р»е о « Ч 4 «

^ год посена 1 очо 14 1 7 21 21 21 1 1

1 ооо 20 21 10 10 11 1 4

1001 11 1 1 4 1 7 1Я 1 2

2 год житии 1 ччо 1 20 40 40 4 3 24

-» 19 21 12 14 14 21

Псего 44 40 *• '4 74 47

1911 I 24 2й 12 12 14 24

1 * 10 21 21 24 14

Всего 10 44 44 44 во Ю

1 год жични 1091 1 24 27 11 12 14 26

2 20 21 24 2(5 27 19

Псе го 44 48 48 4Я 62 44

1а 1 годя 101 1 1 4 41 1 44 161 104

рНсо • 4 4 -

П ГОД ПОССПА 19КЧ 6 Ч 0 1 1 4

100(1 - 1 2 1 1 1 4 12

1 991 - - Я 7 10 12

2 год *ипни I 040 1 14 1 4 14 14 21 1 7

2 I 2 1 1 1 4 14 1 4 14

ИГС1 о ■"Г, Т» П 16 11

1 991 1 1 1 1 1 1 4 14 16 14

2 1 1 1 1 1 1 2 1 4 1 2

Пег го М 24 2** 27 10 26

1 1пд кипми 1041 1 1 1 14 1 7 1 " 1 4 1 1

2 1 1 1 2 1 1 1 1 1 4 10

Псы о 24 2й 10 10 11 21

*1п 1 года • 60 71 72 42 62

1

Масса корней нч с л чбокислой почве к концу третьего года жиз-г ни растении составила ?0 27 ц/га в которых содержзлос» 14 ^ь

к г азота на 1 га На кислых помпах масса корней Пыла пссгн 7. 10 ц/га с содержанием тога 9 12 кг/т

И тсс гой глапе - 'Химический состав и качестпо урожая люцерны и тгв-и си мости от активности симбиоза" приведена дин з ми к л с о-цсржани« азотт, фосфора калия в отдельных органах растений п ф1-»V \косной спелогти по годам жи шн растений, а также потребление ) темснтон пит »ния источники лзота для формирования урожая люцерни, кпрмовыс ее достоинстнI

П опытах ипидсио, «по на слабокислых почвах инокуляции семян

активным штаммом н улучшение режима минерального литания попытали содержание азота во всех органах растений: в листьях с 3,80 до 5,27«, в стеблях - с 2,12 до 3,Г>0, п корнях - с 1,61 до 2.Э7Х, содержание сырого белка в надземной массе с 18,0...22,9Ж до 22,8...24,8Х н сбор белка с гектара с 617 до 1463 кг/га; увеличивали накопление аяота по второй год жизни с 120...136 до 246.,.333 кг/га, в третий год - с 195 до 301 кг/гаі повышали долю аяота воздуха в питании растений с 47 до 76*,'* в конце третьего года жияші увеличивали накопление азота в корневой массе с 51 кг до 6« кг/га.

На кислой почве одна инокуляция семян не изменила химический состав растений. Улучшение калийного питания и применение молибденовых удобрений на фоне инокуляции повысило активность симбиоза и содержание азота в листьях с 3 , 32. . . 3 .8555 до 3 , 46. . . 4 . 27Ж, а также содержание сирого белка с 17,5...18,2 * до 19,5...20,4% и сбор белка с 253...314 до 364...427 кг/га.

Содержание фосфора на нейтральных почвах в контрольном варианте было в диапазоне О.30...0,43ХГ а в варианте с наиболее активной аяотфиксацией - 0,25...0,33*.

Содержание калия на слабокислых почвах в контроле- было: в листьях в'пределях 1 ,90...2,35 в стеблях - 1 ,65 ;. . 2 , 1 7* н в

корнях - О,87...1,32%; при оптимизации калийного питания, применении бора и молибдена оно возрастало во всех органах растений.

В конце третьего года жизни после, уборки урожая костреца безостого остается 18 кг азота на 1 га или в 2,8...3,5 раза меньше, чем после уборки люцерны. На кислых почвах в контрольном варианте осталось-азота 12 кг/га - столько же как и после уборки костреца безостого. ■ Я отсутствии симбиоза - люцерна так же обедняет почву, как и кострец безостый. ■ . »

В седьмой глане - "Энергетическая оценка эффективности приёмов возделывания люцерны" - приведены рпечёты энергозатрат и энергосодержания урожая в зависимости от инокуляции и обеспеченности макро- и микроэлементами. Анализ энергетической эффективности изучаемых приёмов показывает, что .затраты энергии на известкование почвы, ил расчета на 3 года пользования посевом, составили 39 ГДж/га, общие энергозатраты. по сравнению с затратами на кислых почвах, возросли, в 3 рала. Янсргосодсржамис урожая н чистый энергетический доход также возросли в 2 раза.. Пнергозатрл-ти кл микроулобрения с увеличением латрпт на транспортные работы составили 1,11 ГДж/га, а энергосодержание прибапки урожая было

209 ГДж/га, или энергоокупаемость приема составляет 200 раз "Три этом сничиласк энергетическая себестоимость сема и бепка Тлтраты энергии на инокуляцию семян составляют 15 МДж/га, а чистый энергетический *\о*од за 1 года возрос на 51 ГДж/га.

При низком содержании калия н почве оптимизация кплийного питания увеличила чистый энергетический доход на 852 ГДж/га, коэффициент энергетической эффективности возрос с 29 до 37, а биоэнергетический коэффициент - с 12 до 1R Энергетическая себестоимость сена снизилась с до ГДж/т, а белка - с до 2,66 ГДж/т

выводы

1 Пюцерна ипиеичияая сорта Вега на легких супесчаных дсрно-во-модзолистых почвах па вегетацию фиксирует до 250 кг азот\ воз— Чуха на t га. ч формирует урожай сена до 7,8 т/га лрн pife о * не ниже 6,1 и достаточной обеспеченности мя> ро- и микроэлементами. ПОВЫПГеНИв КИСЛОТНОСТИ ПОЧВЫ до рНсол 5,6 вдвое снижает количество фиксированного азота воздуха, в 1,5 раза - Ri»coTy растений и накопление сухого пещестйа, i до рНсол 5,1 - резко угнетаются процессы симбиоза и фотосинтеза

2. Повышение кислотности почвы с рНсо* 6,5 до 5,S снижчет активность нитрогеназы в среднем та сутки в 1,** рапа Минимальной в течение суток она бывает в 1 4 часа ночи, утром с повышением освещенности она вновь возрастает в 1 4 рапа

1 Нижним порогом оптимальной обеспеченности подвижным фосфором люцерны является повышенное содержание - около 130 мг/кг почвы При среднем содержании снижается масса активных клубеньков н 2,4 раза, количество фиксированного азота - в 1 6 раза, площадь листьев и накопление сухого вещества - я 1,3 раза, по сравнению с(повышенным.

4, Нижним порогом оптимальной обеспеченности люцерны обменным калием является повышенное содержание - около 160 мг/кг почвы Увеличение содержания калия с повышенного до высокого практически не улучшает эти показатели Снижение его до среднего - снижает массу клубеньков и количество фиксированного азота воздуха в 2 раза, площадь листьев и накопление, сухого вещества - в 1,5 раза, содержание сырого белка в надземной массе - на 2,3 %.

5. Нижнем порогом диапазона оптимальной влажности почвы для люцерны северного экотипа сорта Пега, является 60Я ППВ и верхним • 95 * ППВ Периодическое снижение нлажности почвы до 50 % ППВ снижало массу активных клубеньков в 1,7 раза, количество фиксиро-

ванного азота воздуха - и 2,2 рал«; .площадь листьев и накопление сухого вещества - п 1,3 рам; содержание сырого белка п листьях -на 3,1 Ж, в стеблях - на 3,5 Я.

6. В Цснтргми »нои Нечерноземье семена ЛЮ11СрМЫ перед посевом необходимо инокулировнть заводским штаммом ризобий 425 , при этом масса клубеньков и количество фиксированного азота воздуха - поз- -растает в 1,7...2,1 рапа. Оптимизация ро.жима фосфорно-калийного и борного питания понмшпли актншшн снмбиотический потенциал г» год посевА в 1,5...2 рапа по сравнению с контролем.

7. На слабокислых почвах инокуляция - семян актипным штаммом и улучшение режима минерального питания попытают содержание азота по всех органах растений: н листьих с 1,Я0 до 5,27Ж, п стеблях -

с 2,12 до 3,60, в корнях - с Г, 61 до 2,37%,. содержанке сырого* белка я надземной ыассс с 1Я , 0. . . 22, 9Ж до 22, 8 . . . 24, 87. ч сбор белка с гектара с 617 до 1463 кг/га; повышали долю азота воздуха я иитави» рАСтеиий с 47 до 76К.

R. Масса. к<ърн.сй люцерны на слабокислой помпе к концу, третьего. года жизни, растений составила 20...-27 ц/га в которых содержалось 51...68 кг аяота ha 1 гд. На кислых почпах масса корней была всего 7...10 ц/га с содержанием алота 9... 12 кг/га. В отеутстпин симбиоза люцерна так же обедняет почпу азотом, как и кострец безостый. ' *

• Затраты энергии, на известкование почвы в расчете на 3 го-

да пользования посеял« ео-стлнили 39 ГДж/га, при этом чистый энергетический доход возрос с 1530 до 3020 ГДж/га или на 1490 ГДж/га; окупаемость энергозатрат составила 38 pan. »

При низком содержании калия в почве оптимизация калийного питания' уве'личила чистый энергетический доход на 852 ГДж/га,"- ко-эффкдиент энергетической эффективности возрос с 29 37, а биоэнергетический коэффициент - с 32 до ЗЯ. Пнергетичоская себестоимость сена снизилась с 0,59 до 0,50 ГДж/т, а белка - с Л,ЗЯ до 2,66 ГДж/т. При использовании микроэлементов на фоне достаточной обеспеченности фосфором, калием и инокуляции семян активным штаммом ризобий энергетическая себестоимость сенд снизилась с 0,65 до 0,47 ГДж/т, белка - с 4,00 до 2,42 ГДж/т.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ t. Для получения высокого урожая сена люцерны (7,8 т/га) на легких супесчаных дерново-подзолистых почвах Центрального Нечерноземью при фиксации аяота воздуха до 250 кг на 1 га необходимо

произнес г к он гтг no inj, до | fT я Ht ни «.с f>» 1 * "»нести со де ржание

ПО ДП11ЖН0*~0 фос f1 {1 ДО I ÍO | обменного К ПИЯ до 160 МГ/к Г ПО1«пи , бора н моли б it н i - io среднего» инпкучироттк семена истинным штаммом рипобни

Л ^ ы pt i пи i опт потемци ni мои с имбиотичеекои чк"* иг мости и про д> ктинное ти ппцерн»» необходимо поддрржипатк пзажность пахотного ело« почпы не ниже птажногти разрыпа капилляроп

По материалам диссертации онубликопани следующие работи: 1 Горисепич R К » Посыпаноп Г С Нтияние агротехнических приемоп ингибирстяиия симбноп ического аппарата на семенную проду ктипность чюцерны п перного экотипа сорта Пега. Докt третьей Междунар ннучн конф *Киологическии азот п растениеводстве* , 1011 Изд МСЧ\, 1996 1 с

7 Гориíепич В К , Посып топ Г С Нижний порог оптимальном обеспеченности помпы обменным кчлием симбиотичсскои системы люцерны саперного экотипч Док з четвертой МеС ;унар. научн* конф Киопогииеский азот п растениеподстне** И1Д МГХА, 1996. 1 с

1 Корисепич В К , Посыпаноп Г С Влияние реакции почвенного р icTnopH на пока »атрли фотосинтетической и си'мбиотической цея-трл» ноет и растений люцерны сорта Лега До»кл.. м^тоср о" ^Цеж дун ар инучи конф Пиопогический азот в расте-mi-e »о дстиие"* . 1"9"96 Изд МРХЛ» 1996 1 С /

4 Корисепич В К , Погылтот» Г С Оптималк*гая обеспеченность 'подп-ижным фосфором для максимальной симбиотической активности и про ду*ти míoсти шпцерны сорта Вега Докл четвертой Междунар на-учм конф "Биологический азот п растениеподстяе", 1996. Изд ПСХА, 1906 1 с

Объем I п л Лаказ 154 Тираж 100

Типография Из1атс1ьс"ва М( ХА 127550 Москва Тимирязевская 44